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2016 年度 実績報告書

次世代拡張現実感のためのLight Field IO技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15H01700
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

加藤 博一  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (70221182)

研究分担者 太田 淳  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (80304161)
浦岡 行治  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (20314536)
清川 清  大阪大学, サイバーメディアセンター, 准教授 (60358869)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード拡張現実感 / ライトフィールド / ヘッドマウントディスプレイ
研究実績の概要

本研究では,このLight Field IO技術を用いた次世代拡張現実感の実現を目指し,その技術の確立を目的としている.平成28年度では以下の成果を得た.
・マイクロレンズアレイ方式の接眼型ディスプレイシステムを試作し,ディスプレイのeyeboxの小ささに起因する瞳孔サイズや眼球運動による映像の乱れを補正する方法を考案した.その上で,その実効性をシミュレーションとユーザ実験によって評価し,瞳孔サイズや眼球運動に応じて,デバイスに表示する映像を動的に調整することで映像の乱れを防ぐことはできることを確認した.しかし,瞳孔サイズが大きな場合に明るさにムラが生じることが確認され,今後の検討になっている.
・小面積で高輝度な発光素子については,現時点で要求仕様を満足する素子の実現が難しいことが文献調査や専門家に対する聞き取りから確認された.そこで,この問題を解決するために光学系の工夫について検討し,発光素子のサイズに対する要求仕様を2~3倍緩める可能性を有するアイデアを発見した.現在,実際にこのアイデアが有効に機能するかどうかの検証を行う準備を進めているところである.
・眼球トラッキングとディスプレイの連携動作を確認するための次期試作システム(マルチレンズHMD評価システム)の開発にあたり,その設計を完了した.さらに,HMD型Light Field IOの透明化に関しては,発光素子の小型化の要求から通常の透明化のアイデアを用いることが非常に困難であることがわかったが,それに替わる新たな可能性を見つけた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

いろいろと困難な問題に直面してはいるため,研究・開発計画を当初計画から多少変更してはいるが,それら問題を解決するための新たなアイデアも発見し,部分的に少しの遅れは認められるが,概ね計画通りに進んでいる.

今後の研究の推進方策

瞳孔サイズや眼球運動に応じて,デバイスに表示する映像を動的に調整することで映像の乱れを防ぐアイデアにおいて,明るさにムラが生じる問題が確認されたが,その解決をまずは目指す.その上で,設計を行ったマルチレンズHMD評価システムを試作し,眼球トラッキングとディスプレイの連携動作の検証を行いながら,より精密な評価実験を実施する.また,発光素子の要求仕様について,その要求仕様を緩めるための光学系におけるアイデアの検証をシミュレーションで行う.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Emulation of Physician Tasks in Eye-tracked Virtual Reality for Remote Diagnosis of Neurodegenerative Disease2017

    • 著者名/発表者名
      Jason Orlosky, Yuta Itoh, M Ranchet, Kiyoshi Kiyokawa, J Morgan, and H. Devos
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics (TVCG)

      巻: Vol.23 ページ: 1302-1311

    • DOI

      10.1109/TVCG.2017.2657018

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] センサ技術の最近の動向 CMOSイメージセンサ2016

    • 著者名/発表者名
      太田 淳
    • 雑誌名

      電気評論

      巻: Vol.6 ページ: 56-61

  • [雑誌論文] Research Trends in Head Worn Displays for VR and AR2016

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Kiyokawa
    • 雑誌名

      SID Japan Chapter Newsletter

      巻: No.62 ページ: 1-2

  • [学会発表] Next Breakthrough of Augmented Reality for Serious Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kato
    • 学会等名
      2017 International Conference on Regulatory Approaches for Fostering Innovation in Drugs and Medical Devices
    • 発表場所
      台南,台湾
    • 年月日
      2017-03-30 – 2017-03-31
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Eye-Gaze Tracking in Near-Eye Head-Mounted Displays2016

    • 著者名/発表者名
      A. Plopski, A. Wolde, W. Kashima, T. Taketomi, C. Sandor, and H. Kato
    • 学会等名
      International Workshop on Mixed and Augmented Reality Innovations
    • 発表場所
      ローンセストン, オーストラリア
    • 年月日
      2016-11-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Automated Spatial Calibration of HMD Systems with Unconstrained Eye-cameras2016

    • 著者名/発表者名
      A. Plopski, J. Orlosky, Y. Itoh, C. Nitschke, K. Kiyokawa, and G. Klinker
    • 学会等名
      15th IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality
    • 発表場所
      メリダ, メキシコ
    • 年月日
      2016-09-19 – 2016-09-23
    • 国際学会
  • [学会発表] EyeAR: Empiric Evaluation of a Refocusable Augmented Reality System2016

    • 著者名/発表者名
      A. Rovira, D. Constantine, C. Sandor, T. Taketomi, H. Kato and S. Ikeda
    • 学会等名
      15th IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality
    • 発表場所
      メリダ, メキシコ
    • 年月日
      2016-09-19 – 2016-09-23
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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